合成孔径雷达(SAR)技术,中国科学院电子所 2002/12/09,SAR 技术,SAR 是一种脉冲雷达技术，具有较高的分辨率，获得区域目标的图像。 SAR 具有广泛的应用领域，它有两种模式 机载SAR 星载SAR,应用领域,地形测绘与地质研究中的应用 农业和林业中的应用 海洋研究和监测方面的应用 军事方面的应用 减灾防灾方面的应用,SAR的特点 I,为什么使用雷达成像技术 全天候，穿透云雾能力 全天时工作 穿透植被和树叶 目标与频率的相互关系 运动检测,SAR的特点 II,方位分辨率: 实例: 星载SAR距离850km，工作频率1.276GHz，像素分辨率25m 需要 8km 合成孔径,合成孔径原理,8km 的孔径长度由小天线实现 原理,SAR合成孔径原理,SAR 基本概念,最大聚焦合成孔径长度: 天线尺寸的减小导致更长的聚焦合成孔径长度 SAR 聚焦分辨率: 分辨率的改善与天线尺寸有关，与距离和波长无关,星载SAR,机载SAR,SAR成像模式,Stripmap, Spotlight, Scan, ISAR (not pictured),SAR成像模式,Stripmap(条带式): 最早的成像模式，1950s 低分辨率成像的最有效方法 Spotlight(聚束式): 在1970s提出 获得较高的分辨率 一次飞行中，通过不同视角改变对同一区域成像,SAR成像模式,Scan(扫描模式): 信号处理非常复杂 ISAR(逆SAR) 雷达静止, 目标运动,SAR信号处理,图像分辨率不高 聚焦处理 距离关系 点目标提取: 聚焦 数据距离校正 处理算法: 匹配滤波,Example: Received raw stripmap data from point targets,SAR信号处理,匹配滤波 计算速度 频域相乘方法 时域卷积方法,SAR信号处理,运动补偿问题 多普勒频率漂移问题 数据采样 距离向 方位向,SAR信号处理,脉冲宽度(T) 与带宽成反比 带宽增加，距离分辨率提高 线性调频信号 脉冲重复周期(PRI)或频率(PRF) 采样定理的限制 脉冲重复频率增加，方位分辨率提高,SAR信号处理,距离采样 满足采样定律 方位采样(PRF) 必须满足: Rfar = 远距点, Rnear =近距点,SAR使用的波段,VHF/UHF 125 to 950 MHz C band 5.3 GHz X band 7.5 to 10.2 GHz Ku band 14 to 16 GHz Ka band 32.6 to 37.0 GHz,SAR图像例,美国加州洛杉矶的卫星雷达图像,南极卫星图像,参考文献,Tony Freeman, Jet Propulsion Laboratory. What Is Imaging Radar. Fitch, J. P. Synthetic Aperture Radar. Springer-Verlag, New York, 1988. Soumekh, M. Synthetic Aperture Radar Signal Processing. Wiley, New York, 1999. Carrara, W. G., et al. Spotlight Synthetic Aperture Radar Signal Processing Algorithms. Artech House, Boston, 1995. The Alaska SAR Facility. http:/www.asf.alaska.edu/,